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Explosions- oder Verbrennungsmotor. Die Erfindung bezieht sich auf
solche Explosions- oder Verbrennungsmotoren, bei denen Luft oder ein Treibgemisch
zuerst komprimiert und in einen Behälter zwecks Abkühtung eingeführt wird, so daß
die bei der Kompression entwickelte Wärme ganz oder größtenteils aufgehoben wird,
bevor die Luft (bzw. das Treibgemisch) in den Arbeitszylinder hineingelangt. Erfindungsgemäß
wird die Luft (bzw. das Treibgemisch) nach der Kompression soweit abgekühlt, daß
sie während der Einströmung und der Expansion in dem Arbeitszylinder eine Temperatur
von o' C oder darunter erhält. Hierdurch werden wesentliche Vorteile erreicht. Es
wird bei einer so niedrigen Temperatur wie o° C oder darunter ein wirksameres Gemisch
erhalten und die Kompression des Gemisches kann, ohne daß die Gefahr der Frühzündung
besteht, weit höher getrieben werden, und -zwar auf das Doppelte und darüber.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird eine bestimmte Menge
der Luft (bzw. des Treibgemisches) vor dem Eintritt in den Arbeitszylinder zunächst
in einem kleineren Behälter bzw. in einer Kammer selbsttätig abgemessen. Diese abgemessene
Menge entspricht der Luftmenge, die für den nächsten Arbeitshub in den Arbeitszylinder
eingelassen werden. soll.
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Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
in senkrechtem Schnitt dargestellt.
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Der dargestellte Motor ist mit einem Kompressor versehen, durch welchen
Luft in einen Behälter eingepreßt wird, der mit Wasser gekühlt ist. Die Luft wird
bis zu einem absoluten Druck von z. B. 8 Atm. verdichtet, welcher Druck der zweckmäßigsten
Abkühlung entsprechend bemessen wird. Da diese Luft in der Kammer gekühlt wird und
da sie außerdem, während der Arbeitskolben des Alotors sich nach außen bewegt, in
den Arbeitsraum eingelassen wird, so tritt infolge der Expansion eine weitere Abkühlung
der Luft ein. Diese Luft besitzt in der Kammer im komprimierten Zustande einen absoluten
Druck von 8 Alm: und eine Temperatur von -@- 6o- C = abs. Temperatur. Somit beträgt
(nach der bekannten Forn--el für die Temperatur von Gasen bei Expansion während
Kraftentwickelung ) die Temperatur,
nachdem die Luft bis zum atmosphärischen
Druck, d. h. auf das fünffache Volumen, expandiert ist, 189- abs.Temperatur=-S¢''C.
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Wenn die Luft in den Arbeitszylinder hineingelangt ist, tritt natürlich
eine Erwärrrung derselben ein. Nach dem Mischen mit den zurückgebliebenen Verbrennungsrückständen
und infolge der Berührung mit den Wänden des Arbeitszylinders und des Kolbens hat
die im Zylinderexpandierte Luft (bzw. das Treibgemisch) vor dem Beginn des Kompressionshubes
etwa eine Temperatur von ungefähr g "C unter Null. -Bei dem dargestellten
Motor saugt ein von der :Motorwelle L aus getriebener Kompressorkolben Luft von
außen in den Kompressorzylinder und treibt die komprimierte Luft durch ein Ventil
in einen Behälter hinein, der aus zwei Kammer na und b besteht. Diese Kammern,
die verschiedene Raumgröße besitzen (die Kammer a ist z. B. achtmal größer als die
Kammer b), stehen während der von dem Kompressorkolben bewirkten Verdichtung durch
ein Ventil c in Verbindung miteinander, so daß die beiden Kammern dann mit komprimierter
Luft von geeignetem Druck (z. B. ä Atm.) gefüllt werden. Die Kammern a und
b (wie auch der Kompressionsraum des Kompressorzylinders) sind von einem
Kühlwassermantel umgeben, so daß der Luft (oder dem Treibgemisch, falls solches
im Behälter komprimiert worden ist), die ganze oder der größte Teil der Wärme entzogen
wird, die während der Kompression entwickelt worden ist. Die Kammer b tritt bei
Öffnung des Ventiles d in Verbindung mit dem Arbeitsraum/ des Zylinders.
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Zur Steuerung der Ausströmung der Verbrennungsrückstände aus dem Arbeitsraum/
ist in der gewöhnlichen Weise am oberen Teil des Raumes ein Ventil j vorgesehen.
Die Ventile c und d werden von Federn g und h
beeinflußt, deren Spannung
entsprechend bemessen ist.
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Der Motor wirkt ähnlich wie ein Viertaktmotor. Wenn der Motorkolben
nach einem beendigten Austreibungshub sich in seiner oberen Endlage (oder in der
Nähe derselben) befindet, öffnet sich das Ventil d (nachdem das Ventil c vorher
geschlossen worden ist). Hierbei tritt eine Abkühlung der Luft ein, weil die in
der Kammer b befindliche Luft (bzw. das Treibgemisch) in den Arbeitszylinder hineinexpandiert.
Hierbei wird der Ärbeitskolben` abwärts gedrückt, wobei eine Abkühlung infolge der
Expansion entsteht. Falls die Kompression der Luft (bzw. des Treibgenrisches) und
die Abkühlung derselben richtig abgepaßt sind, wird die Temperatur im Arbeitszylinder
f am Ende des Kolbenhubes, der dem Einsaughub eines gewöhnlichen Viertaktmotors
entspricht, infolge der Abkühlung während der Expansion o° C oder darunter, z. B.
die Temperatur von g' C unter :\u11 betragen.
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Durch die Teilung des die komprimierte Luft aufnehmenden Behälters
in zwei Kammern a und b und durch die Abschließung derselben voneinander
in geeignetem Augenblick wird-erreicht, daß, nur eine so große Menge der im Behälter
befindlichen komprimierten Luft, die für den nächsten Arbeitshub erforderlich ist,
in den Arbeitszylinder eingelassen wird. Hierdurch wird das gewünschte Expansionsverhältnis
zur Erzielung der niedrigen Temperatur erreicht. Durch diese Anordnung erhält außerdem
die Luft (bzw. das Gemisch) soviel längere Zeit für ihre Abkühlung, als das Verhältnis
zwischen den vereinigten Volumen der Kammern a und b und dem Volumen der kleineren
Kaminer b beträgt.
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Die Erfindung kann auch bei Zweitakt-oder bei Sechstaktmotoren verwendet
werden. Anstatt, daß der die komprimierte Luft ( bzw. Treibgemisch) aufnehmende
Behälter in zwei Kammern geteilt ist, kann er nachdem Grundgedanken der Erfindung
auch aus einer einzigen Kammer bestehen.